CN102976362A - 一种新型熬碱设备 - Google Patents

Abstract

本发明是一种将30%－90%的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液脱水熬制95%以上浓碱液的设备，该设备是由一个水平或略带一定角度放置的钢制筒体为主体，由2对以上外置的托轮做支撑，由一个安装在筒体外部的大齿圈和附属装置来驱动旋转，筒体两端采用填料或机械密封来实现连续进出料和真空，该设备采用外加热方式加热，并采用了内构件强化传热和传质。该设备造价低，效率高，能耗低。如右图所示，保温炉膛1、烟囱2、浓缩窑体3、真空出气口4、液碱进料口5、托轮6、大齿圈7、炉膛支撑8、炉膛支撑9、炉膛支撑10、燃煤炉11、托轮12、出料口13、受料器14、内隔室隔板15。

Description

一种新型熬碱设备

技术领域

本发明涉及一种新型熬碱设备，是一种回转式蒸发器，类似于回转窑，将电解法或者回收的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液中脱除水份熬制高浓度碱液或片碱的设备。 

背景技术

在电解法生产烧碱过程中，存在大量的30%左右的碱水溶液浓缩到95%以上烧碱的过程，目前该过程一般是在三效预脱水后再采用开放式熬碱锅熬碱或者使用镍制降膜蒸发器浓缩来实现。 

多年来，我国大多数固碱生产厂延用传统的间歇法含镍铸铁大锅熬制的方法，它包括固碱锅、炉体、烟囱、垫铁、炉条、炉膛，固碱锅为厚壁的下部为圆形的铸铁锅，炉体是外用红砖内衬耐火砖砌成，固碱锅安置在炉体中央，锅口与炉体平台平齐，锅底用垫铁支承，在炉膛中下位置设有斜放的炉条，炉条间隙15mm ，在炉体右侧设有烟囱，从而形成一种单锅式固碱设施。该设备具有建造容易、成本低、实用。但存在工人劳动强度大、操作环境恶劣、热效率低、能耗高、污染严重等问题。 

连续膜式蒸发是目前世界上最先进的固碱生产技术，其原理为：45%的液碱先在升膜蒸发器内预浓缩，再经降膜蒸发器蒸发浓缩制成熔融碱，再以桶装固碱、片状固碱、颗粒固碱等形式包装即为固碱产品。此设备给热系数大，传热效率高，物料在传热导管内蒸发速度快，停留时间短，碱液一次通过升膜、降膜管，即能达到要求的浓度。连续膜蒸发器及加热系统便于大型化、生产连续化、控制自动化，故在世界上得到广泛应用。 

目前国内引进的连续膜式固碱生产装置大多是瑞士Bertrams公司的技术，少数企业引进的是美国BTC公司的技术装备。国内自己开发的连续膜法固碱生产技术也很成功，如上海氯碱化工股份有限公司电化厂采用自己开发的连续膜法工艺生产质量分数为99%的片碱已有20多年的历史，但在单套装置能力和自动控制水平方面与引进装置有较大的差距。 瑞士Bertrams公司连续膜式固碱生产流程是先将来自电解槽的质量分数为32%的液碱加入到Ⅰ效降膜蒸发器，利用Ⅱ效和Ⅲ效的二次蒸汽浓缩至质量分数为44%，后经碱换热器加热到100℃，加入Ⅱ效降膜蒸发器，利用饱和蒸汽蒸浓至质量分数为50%，加入到Ⅲ效降膜浓缩器，被来自熔盐加热炉的熔盐加热到质量分数为98%。此熔融碱经片碱机冷却制成片碱包装。 

使用连续膜式固碱生产装置加热采用熔盐加热，热量必须经过二次热传递，热效率损失大，且其流程复杂，设备多，附属装置很多，造成其投资也非常大，因此，国内目前推广也存在一些问题，导致大锅熬碱装置的市场依然很好，本发明所提供的设备恰好可以解决投资和能耗等等问题，且设备复杂度低，控制简单。 

发明内容

该设备是一个长圆型的金属筒体外加附属的支持和旋转驱动结构，在筒体内部加入了内构件避免反混和强化换热，在设备的两端加入了实用的进出料装置以利于连续进出液体物料和维持真空。 

相对较稀的碱液从一端通过密封结构进入回转式蒸发器内，先进入第一隔室，而整个回转式蒸发器被人工沿轴向分割为数十个隔室，隔室可以将浓缩完成的碱液和刚进入的稀碱充分有效的隔开避免返混，而碱液可以随着回转式蒸发器的旋转自动向下级隔室流动，在流动过程中，被筒体外侧的高温烟道气逐渐加热而升温，并和尾端蒸发出的高温蒸汽换热，经过一定时间的蒸发后，等水分合格后从末端出料。而和低温碱液换热后的饱和蒸汽从进料端被抽出系统，二次利用后或冷凝后变成水重复利用。 

在该设备中碱液蒸发是和连续膜式装置一样在较高真空下进行，因此具有较低的蒸发温度，和熬碱锅相比可以大幅度降低蒸发温度而提高设备寿命。蒸发设备是在旋转状态下进行，加热面是连续更新的，完全避免了熬碱锅单向受热容易损坏的问题。该真空装置由蒸汽喷射泵产生真空，由于使用蒸汽喷射泵，该设备每熬制一吨碱往往可以产生适量的二次蒸汽用于稀碱的浓缩。 

该设备可采用煤炭燃料直接燃烧加热的方式，热风沿进料方向的反方向流动，和不断加入的低温热碱充分换热，设备在筒体上可以安装适量的热管或翅片管，通过热管和翅片管来强化烟道气和碱液之间的换热，将烟道气的出气温度可以降低到300度以下，能量利用效率很高。该装置由于结构简单，易于连续化生产，单套处理能力可达数十万吨，且投资低于锅法和连续膜式固碱生产装置。 

附图说明

 图1是本设备的剖面图。 

 如图1所示，保温炉膛1， 烟囱2，浓缩筒体3，真空出气口4， 液碱进料口5，托轮6，大齿圈7，炉膛支撑8，炉膛支撑9，炉膛支撑10，燃煤炉11， 托轮12，出料口13。受料器14，内隔室隔板15。 

Claims (5)

1. 一种新型熬碱设备，是一个回转式蒸发器，是一个水平或一定角度放置的长圆型的金属筒体外加附属的支持和旋转驱动结构的，用于将氢氧化钠或氢氧化钾水溶液脱水熬制浓碱和片碱的设备。

2. 根据权利要求一所述的回转式蒸发器的筒体内部设计有隔室，利用隔室使不同浓度的碱液能够有序的隔开，避免了低浓度的物料和高浓度的物料直接反混，在筒体内部人工形成的温度和浓度梯度。

3. 根据权利要求一所述的回转式蒸发器的筒体内部有一些有序的扬料板和填料，可以有效的使高浓度端的过热蒸汽和低浓度端的低温液体进行有效的换热以提高热利用效率 。

4. 根据权利要求一所述的回转式蒸发器的筒体外部在高温段和烟气接触密集的地方可安装强化传热装置，这些装置包括热管、翅片管，可以有效的将系统的热量有序的传递给设备内部，提高总体热利用率。

5. 根据权利要求一所述的回转式蒸发器从进料端安装真空管道抽真空，使体系处于负压状态下，可以大幅度降低蒸发温度，从而使设备寿命得以延长。